Kosmiskās summas meklēšana: atšifrēt gravitācijas viļņus

"Mēs meklējam troksni troksnī" apraksta aizraujošu pētījumu jomu mūsdienu astronomijā, kurā zinātnieki mēģina iemūžināt tik saukto "kosmisko summu". Šis fona troksnis tiek postulēts gravitācijas viļņu rezultātā, kas rodas, apvienojoties kompaktiem astrofiziskiem objektiem, piemēram, melnajiem caurumiem. Pēdējos gados detektori Ligo un Jaunava ir reģistrējuši daudzus šādus pasākumus ASV un Itālijā, no tā izrietošie gravitācijas viļņi atšķiras pēc frekvencēm Hertzas apgabalā. Tomēr izaicinājums ir izmērīt tālu smalko fona troksni, kas rodas no masīviem melnajiem caurumiem, kas pastāv galaktiku centros.

Šo gravitācijas viļņu avots lielākoties ir lieli melni caurumi, kas rodas, kad ir sakausētas galaktikas. Šie procesi ir izplatīti un veicina gravitācijas viļņu fona attīstību. Lai arī tie ir teorētiski pieņēmumi, lielais esošo galaktiku skaits Visumā norāda, ka šādam fona troksnim faktiski vajadzētu pastāvēt. Šiem gravitācijas viļņiem, no otras puses, ir frekvences Nanohertz apgabalā, kas atbilst ievērojami zemākām frekvencēm nekā tās, kuras var reģistrēt ar strāvas detektoriem, piemēram, Ligo un Jaunavu.

Lai noteiktu šos gravitācijas viļņus, tiek izmantotas alternatīvas metodes, jo īpaši pulsar-laika bloka masīvu. Pulsare ātri pagriežas, kompaktas zvaigžņu paliekas, kas darbojas kā ļoti precīzi taimeri. Tā kā viņi izsūta radio viļņus, izmaiņas to signālu ierašanās laikā var norādīt uz gravitācijas viļņu klātbūtni. Izaicinājums ir atšķirt troksni no pulsātiem un teleskopu mērīšanas trokšņa un identificēt īpašas korelācijas, kas norāda uz gravitācijas vilni.

Datu analīze ir laika patērēšanas process, kas bieži vien prasa gadus, lai identificētu nozīmīgu signālu. Lai apstiprinātu atklājumu, ir nepieciešama augsta statistiskā nozīme. Tomēr pēdējos gados ir panākts turpmāks progress, un cerība ir tāda, ka līdz 2025. gadam var rasties nozīmīgi rezultāti, analizējot visus pieejamos pulsar laika datus. Nākotnē tas varētu izraisīt gravitācijas viļņu summas klātbūtni.

Pētniecības darbu šajā jomā veido ne tikai tehniski izaicinājumi, bet arī kopīga apņemšanās zinātniskajā aprindās, kas atbalsta zināšanu apmaiņu un jaunu ideju veicināšanu. Astronomi, kas strādā šajā jomā, piemēram, Grunthal kundze, bieži saskaras ne tikai ar sarežģītiem datu ierakstiem, bet arī ar ikdienas pētniecības dzīves praktiskajiem aspektiem, kas apvieno realitātes un teorijas pārvaldību.